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第二章 微型计算机接口技术. 2.1 D/A 转换器 2.2 MCS-51 和 D/A 转换器的接口 2.3 A/D 转换器 2.4 MCS-51 和 A/D 转换器的接口 2.5 数据的采样及保持 2.6 常用输出驱动电路. 在微机的各种接口中,完成外设信号到微机所需数字信号转换的,称为模拟∕数字转换( A/D 转换)器;完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的,称为数字∕模拟转换( D/A 转换)器。 - PowerPoint PPT Presentation
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第二章 微型计算机接口技术
第二章 微型计算机接口技术 2.1 D/A转换器 2.2 MCS-51和D/A转换器的接口 2.3 A/D转换器 2.4 MCS-51和A/D转换器的接口 2.5 数据的采样及保持 2.6 常用输出驱动电路
第二章 微型计算机接口技术
在微机的各种接口中,完成外设信号到微机所需数字信号转换的,称为模拟∕数字转换( A/D 转换)器;完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的,称为数字∕模拟转换( D/A 转换)器。D/A 转换器( Digital to Analog Converter )是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件; A/D 转换器( Analog to Digital Converter )则相反,它能把模拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中,经常要用到 A/D 和 D/A 转换器。它们的功能及在实时控制系统中的地位,如图 2-1 所示。
第二章 微型计算机接口技术图 2-1 单片机和被控实体间的接口示意
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当地功能单片
微型计算机
A/D多路开关
传感器
传感器
D/A
被控实体
变送器
变送器
第二章 微型计算机接口技术
2.1 D/A 转换器 2.1.1 D/A转换器的原理 2.1.2 D/A转换器的性能指标 2.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832
返回本章首页
第二章 微型计算机接口技术
2.1.1 D/A 转换器的原理 D/A 转换器有并行和串行两种,在工业控制中,主要使用并行 D/A 转换器。 D/A 转换器的原理可以归纳为“按权展开,然后相加”。因此, D/A 转换器内部必须要有一个解码网络,以实现按权值分别进行 D/A 转换。解码网络通常有两种:二进制加权电阻网络和 T 型电阻网络。
第二章 微型计算机接口技术
为了说明 T 型电阻网络的工作原理,现以四位 D/A 转换器为例加以讨论,如图 2-2 所示。
图 2-2 T 型电阻网络型 D/A 转换器返回本节
10 10 1010
VREFRI 3
I 3 I 2
I 2
I 1
I 1
I 0
I 0
I 0
R RR
R2R2R2R2R
b3 b2 b1 b0DAC四位 寄存器
. . . .
..
. ... .. RfI Rf
I out1
I out2Vout.
AOA
+
-
S3 S2 S1 S0
第二章 微型计算机接口技术
2.1.2 D/A 转换器的性能指标 1. 分辨率 2. 转换精度 3. 偏移量误差 4. 建立时间
返回本节
第二章 微型计算机接口技术
2.1.3 典型的 D/A 转换器芯片 DAC0832
1. DAC0832 内部结构 2. 引脚功能 3. DAC0832 的技术指标
第二章 微型计算机接口技术
1. DAC0832 内部结构 DAC0832 内部由三部分电路组成,如图 2-3 所示。
图 2-3 DAC0832 原理框图
D7D6
D0D1D2D3D4D5 8位输入
寄存器8 DAC位寄存器
8 D/A位转换电路
Rf
VREF
I out2I out1
Rf
I LE
CSWR1
WR2XFER
DAC0832
AGND
VCC
DGND
LE1 LE2M1
M3
M2
第二章 微型计算机接口技术
2. 引脚功能 DAC0832 芯 片 为 20 引脚,双列直插式封装。其引脚排列如图 2-4 所示。( 1 )数字量输入线 D7
~D0 ( 8 条) ( 2 )控制线( 5 条) ( 3 )输出线( 3 条) ( 4 )电源线( 4 条)
图 2-4 DAC0832 引脚图
CSWR1
AGND
D7
D6D0
D1D2
D3
D4
D5
VREF
Rf
DGND
Vcc
I LEWR2XFER
I out2
I out1
DAC0832
1
1098765432
20
141516171819
131211
第二章 微型计算机接口技术
3. DAC0832 的技术指标 DAC0832 的主要技术指标:( 1 )分辨率 8 位( 2 )电流建立时间 1µS( 3 )线性度(在整个温度范围内) 8 、9 或 10 位( 4 )增益温度系数 0 . 0002 % FS/℃( 5 )低功耗 20mW( 6 )单一电源 +5 ~ +15V
第二章 微型计算机接口技术
因 DAC0832 是电流输出型 D/A 转换芯片,为了取得电压输出,需在电流输出端接运算放大器, Rf 为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图 2-5 所示。
图 2-5 运算放大器接法 返回本节
-
+OA .
Vout
Rf
I out1
I out2
第二章 微型计算机接口技术
2.2 MCS-51 和 D/A 转换器的接口 2.2.1 DAC0832的应用 2.2.2 MCS-51和8位DAC的接口 2.2.3 MCS-51和12位DAC的接口
返回本章首页
第二章 微型计算机接口技术
2.2.1 DAC0832 的应用 1. 单极性输出 2. 双极性输出
第二章 微型计算机接口技术
1. 单极性输出 在需要单极性输出的情况下,可以采用图 2-6 所示接线。
图 2-6 单极性 DAC 的接法
-
+OA Vout
Rf
I out1
I out2
.
. VREFDAC0832
.
第二章 微型计算机接口技术
2. 双极性输出 在需要双极性输出的情况下,可以采用图 2-7 所示接线。
图 2-7 双极性 DAC 的接法
I 1
I 3
I 2
OA1OA2+
+
__
2R 2R
RVout1
VoutA
VREF8031
VREF
Rf
Iout 1
Iout 2. .
.
.
.
.
第二章 微型计算机接口技术
图 2-7 中,运算放大器 OA2 的作用是将运算放大器OA 1的单向输出转变为双向输出。表达式( 2-3 )的比例关系可以用图 2-8 来表示。
返回本节
V
Vout
+VREF
-VREF
00H FFH80HB
图2-8 双极性输出线性关系图
第二章 微型计算机接口技术
2.2.2 MCS-51 和 8 位 DAC 的接口 1. 直通方式 2. 单缓冲方式 3. 双缓冲方式
第二章 微型计算机接口技术
1. 直通方式
第二章 微型计算机接口技术
2. 单缓冲方式 所谓的单缓冲方式就是使 DAC0832 的两个输入寄存器中有一个处于直通方式,而另一个处于受控的锁存方式。在实际应用中,如果只有一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图 2-9 所示。
-
+OA Vout. .
..
....
P0
P2.7
WR8051
D7~D0
DAC0832 +5V
VCCI LE
VREFRf
I out1
I out2AGNDDGND
CSXFERWR1WR2
图 2-9 DAC0832 单缓冲方式接口
第二章 微型计算机接口技术
例 2.1 DAC0832 用作波形发生器。试根据图 2-9 接线,分别写出产生锯齿波、三角波和方波的程序,产生的波形如图 2-10 所示。
图 2-10 例 2.1 所产生的波形
第二章 微型计算机接口技术
解:由图 2-9 可以看出, DAC0832 采用的是单缓冲单极性的接线方式,它的选通地址为 7FFFH 。锯齿波程序:
ORG 0000HMOV DPTR , #7FFFH ;输入寄存器地址
CLR A ;转换初值LOOP : MOVX @DPTR , A ; D/A 转换INC A ;转换值增量NOP ;延时NOPNOPSJMP LOOP END
第二章 微型计算机接口技术
三角波程序:ORG 0100H
CLR AMOV DPTR , #7FFFH
DOWN : MOVX @DPTR , A ;线性下降段INC A JNZ DOWN MOV A , #0FEH ;置上升阶段初值
UP : MOVX @DPTR , A ;线性上升段DEC AJNZ UPSJMP DOWN END
第二章 微型计算机接口技术
方波程序:ORG 0200H
MOV DPTR , #7FFFH
LOOP : MOV A , #33H ;置上限电平MOVX @DPTR , A
ACALLDELAY;形成方波顶宽MOV A , #0FFH ;置下限电平MOVX @DPTR , A
ACALLDELAY;形成方波底宽SJMP LOOP
END
第二章 微型计算机接口技术
3. 双缓冲方式 所谓双缓冲方式,就是把 DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲方式 DAC0832 的连接如图 2-11 所示。
第二章 微型计算机接口技术 图 2-11 DAC0832 的双缓冲方式接口
AO1AO2+
+
__
2R 2R
Vout
.
.
.
.
.
+5VI LEVccVREF
Rf
Iout 1
Iout 2
WR1
DI0
WR2XFERCS
DI7~
P0.0 P0.7~
ALE
EA
8031WR
锁
存
器
译
码
器
FFHFEH
.
DAC0832
R .
第二章 微型计算机接口技术
例 2.2 DAC0832 用作波形发生器。试根据图2-11 接线,分别写出产生锯齿波、三角波和方波的程序,产生的波形如图 2-12 所示。
图 2-12 例 2.2 所产生的波形
第二章 微型计算机接口技术
ORG 0000H
LOOP1 : MOV A , #80H ;转换初值LOOP : MOV R0 , #0FEH ;输入寄存器地址
MOVX @R0 , A ;转换数据送输入寄存器 INC R0 ;产生 DAC 寄存器地址MOVX @R0 , A ;数据送入 DAC 寄存器并进行 D/A 转换DEC A ;转换值减少NOP ;延时NOP
NOP
CJNE A , #0FFH , LOOP ; -5V 是否输出?未输出,程序循环SJMP LOOP1 ; -5V已输出,返回转换初值END
解:由图 2-11 可以看出, DAC0832 采用的是双缓冲双极性的接线方式,输入寄存器的地址为 FEH , DAC 寄存器的地址为 FFH 。锯齿波程序:
第二章 微型计算机接口技术
三角波程序:ORG 0100H
MOV A , #0FFH
DOWN : MOV R0 , #0FEH
MOVX @R0 , A ;线性下降段INC R0
MOVX @R0 , A
DEC A
JNZ DOWN
UP : MOV R0 , #0FEH ;线性上升段MOVX @R0 , A
INC R0
MOVX @R0 , A
INC A
JNZ UP
MOV A , #0FEH
SJMP DOWN
END
第二章 微型计算机接口技术
方波程序:ORG 0200HLOOP : MOV A , #66H
MOV R0 , #0FEH ;置上限电平MOVX @R0 , A INC R0 MOVX @R0 , A ACALL DELAY ;形成方波顶宽MOV A , #00H;置下限电平MOV R0 , #0FEH MOVX @R0 , A INC R0 MOVX @R0 , A ACALL DELAY ;形成方波底宽SJMP LOOPEND
第二章 微型计算机接口技术
例 2.3 X-Y绘图仪与双片 DAC0832 接线如图 2-13 所示。设 8031 内部 RAM 中有两个长度为 30H 的数据块,其起始地址分别为 20H 和 60H ,请根据图 2-13 ,编出能把 20H 和 60H 中的数据分别从 1# 和 2#DAC0832输出,并根据所给数据绘制出一条曲线。
第二章 微型计算机接口技术
8031
锁存器
译码器
1 DAC0832#
2 DAC0832#
-+
OA1 VX
-+
OA2 VY
.. .
. .
..
.
FDHFFHFEH CS
XFER
WR1
WR1WR2
WR2
Iout 1
Iout1
Iout2
Iout 2
Rfb
Rfb
ALE
WR
P0.7
P0.0
DI7
DI7
DI0
DI0
CSXFER
图 2-13 控制 X-Y绘图仪的双片 DAC0832 接口
第二章 微型计算机接口技术
解:根据图 2-13 接线, DAC0832 各端口的地址为:FDH 1#DAC0832 数字量输入寄存器地址FEH 2#DAC0832 数字量输入寄存器地址FFH 1# 和 2#DAC0832启动 D/A 转换地址设 R1 寄存器指向 60H 单元; R0 指向 20H 单元,并同时作为两个 DAC0832 的端口地址指针; R7寄存器存放数据块长度。
第二章 微型计算机接口技术
ORG 0000HMOV R7 , #30H ;数据块长度MOV R1 , #60H MOV R0 , #20H
LOOP : MOV A , R0PUSH A ;保存 20H 单元地址MOV A , @R0 ;取 20H 单元中的数据MOV R0 , #0FDH ;指向 1#DAC0832 的数字量输入寄存器MOVX @R0 , A ;取 20H 单元中的数据送 1#DAC0832INC R0
第二章 微型计算机接口技术
MOV A , @R1 ;取 60H 单元中的数据INC R1 ;修改 60H 单元地址指针MOVX @R0 , A ;取 60H 单元中的数据送 2#DAC0
832INC R0MOVX @R0 , A ;启动两片 DAC0832同时进行转换POP A ;恢复 20H 单元地址INC A ;修改 20H 单元地址指针MOV R0 , ADJNZ R7 , LOOP ;数据未传送完,继续END
返回本节
第二章 微型计算机接口技术
2.2.3 MCS-51 和 12 位 DAC 的接口 DAC1208 的内部结构和引脚结构 DAC1208 的内部结构如下图 2-14 所示,引脚结构如图 2-15 所示。
4位输入寄存器
8位输入寄存器
12位DAC寄存器
12位D/A转换器
Iout 1Iout 2VREF
Rfb
DI11
DI4
DI3
DI0
BYTE1/BYTE2
CSWR1
WR2XFER
LE1
LE2 LE3
M3
M2
M1
LE=1,输出跟随输入LE=0,输入数据锁存
.
.
.
图 2-14 DAC1208 内部框图
第二章 微型计算机接口技术
图 2-15 DAC1208 引脚图
CSWR1
AGND
DI9DI8DI2
DI3DI4DI5
DI6DI7
VREFRfb
DGND
Vcc
BYTE1/BYTE2WR2
XFER
I out2
I out1
DAC1208
1
1098765432
20
141516171819
131211
24232221
(LSB)DI0DI1
DI11(MSB)DI10
第二章 微型计算机接口技术
8031 和 DAC1208 的接线方式如图 2-16 所示。
图 2-16 8031 和 DAC1208 的连接
-+
OA
8031
EA
ALE
P0.3 P 0.0~
P0.7 P 0.4~WR
地址锁存器
Q0Q1
Q7 译码器
1111111B1111110B
BYTE1/BYTE2
XFERCS
WR1WR2 Rfb
Iout1
Iout2
Vout
DI 11 DI 8
DI 7 DI 4
DI 3 DI 0~~~
DAC1208
.
第二章 微型计算机接口技术
解: D/A 转换的程序为:ORG 0000HMOV R0 , #0FFH ; 8 位输入寄存器地址MOV R1 , #21H MOV A , @R1 ;高 8 位数字量送 AMOVX @R0 , A ;高 8 位数字量送 8 位输入寄存器DEC R0DEC R1MOV A , @R1 ;低 4 位数字量送 ASWAP A ; A 中高低 4 位互换MOVX @R0 , A ;低 4 位数字量送 4 位输入寄存器DEC R0MOVX @R0 , A ;启动 D/A 转换END
例 2.4 设内部 RAM 的 20H 和 21H 单元内存放一个 12位数字量( 20H 单元中为低 4 位, 21H 单元中为高 8位),试根据图 2-16编写出将它们进行 D/A 转换的程序。
返回本节
第二章 微型计算机接口技术
2.3 A/D 转换器 2.3.1 逐次逼近式A/D转换器的工作原理 2.3.2 A/D转换器的性能指标 2.3.3 典型的A/D转换芯片ADC0809
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第二章 微型计算机接口技术
2.3.1 逐次逼近式 A/D 转换器的工作原理 逐次逼近式 A/D 转换器是一种采用对分搜索原理来实现 A/D 转换的方法,逻辑框图如图 2-17 所示。
图 2-17 逐次逼近式 A/D 转换器逻辑框图返回本节
-+
OAVx模拟输入
数字输出
启动
CK DONE控制逻辑
N位寄存器 N位D/A转换器
Vc
比较器
第二章 微型计算机接口技术
2.3.2 A/D 转换器的性能指标 1. 转换精度 2. 转换时间 3. 分辨率 4. 电源灵敏度
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第二章 微型计算机接口技术
2.3.3 典型的 A/D 转换芯片 ADC0809
1. ADC0809的内部逻辑结构8 路 A/D 转换器 8 路模拟量开关 ADC0809 的内部逻辑结构如图 2-18 所示。
图 2-18 ADC0809 内部逻辑结构
地址锁存
.8031 ADC0809ALEP0.7
P0.0
P2.7WR
RDINT
CKD
A0A1A2
D0
D7
ABC
CLK
STARTALEOEEOC
.
IN0IN1
IN7IN6IN5IN4IN3IN2
++
第二章 微型计算机接口技术
2. 引脚结构ADC0809 采用双列直插式封装,共有 28 条引脚。其引脚结构如图 2-19 所示。
IN5
D7
D6
D0
D1 D2
D3
D4
D5
Vref(+)
OE
GND
Vcc
ADDCADC0809
1
1098765432
20
14 1516171819
131211
IN3
IN4
IN7
IN6
STARTEOC
CLOCK
Vref(-)
ALE
ADDAADDB
IN0
IN1
IN22827262524232221
图2-19 AD
C0809
引脚
图
第二章 微型计算机接口技术
引脚结构 ( 1 ) IN7~IN0 : 8 条模拟量输入通道 ( 2 )地址输入和控制线: 4 条 ( 3 )数字量输出及控制线: 11 条 ( 4 )电源线及其他: 5 条
第二章 微型计算机接口技术
表 2-1 被选通道和地址的关系
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第二章 微型计算机接口技术
2.4 MCS-51 和 A/D 转换器的接口 2.4.1 MCS-51和ADC0809的接口 2.4.2 MCS-51对AD574的接口
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第二章 微型计算机接口技术
2.4.1 MCS-51 和 ADC0809 的接口 ADC0809 和 8031 的接线如图 2-20 所示。
图 2-20 ADC0809 和 8031 接线图
地址锁存
.8031 ADC0809ALEP0.7
P0.0
P2.7WR
RDINT
CKD
A0A1A2
D0
D7
ABC
CLK
STARTALEOEEOC
.
IN0IN1
IN7IN6IN5IN4IN3IN2
++
第二章 微型计算机接口技术
例 2.5 如图 2-20 所示,试用查询和中断两种方式编写程序,对 IN5 通道上的数据进行采集,并将转换结果送入内部 RAM
20H 单元。解:中断方式程序清单:
ORG 0000H
MOV DPTR , #7FF5H
MOVX @DPTR , A ;启动 A/D 转换SETB EA
SETB EX1 ;开外中断 1
SETB IT1 ;外中断请求信号为下跳沿触发方式LOOP : SJMP LOOP ;等待中断
END
第二章 微型计算机接口技术
中断服务程序:ORG 0013H ;外中断 1 的入口地址LJMP 1000H ;转中断服务程序的入口地址ORG 1000HMOVX A , @DPTR ;读取 A/D 转换数据MOV 20H , A ;存储数据RETI ;中断返回
第二章 微型计算机接口技术
查询方式程序清单:ORG 0000H
MOV DPTR , #7FF5H
MOVX @DPTR , A ;启动 A/D 转换LOOP : JB P3.3 , LOOP ;等待转换结束MOVX A , @DPTR ;读取 A/D 转换数据
MOV 20H , A ;存储数据END
第二章 微型计算机接口技术
例 2.6 如图 2-21 所示,试编程对 8 个模拟通道上的模拟电压进行一遍数字采集,并将采集结果送入内部 RAM 以 30H 单元为始地址的输入缓冲区。
图 2-21 8031 和 ADC0809 的接口
8031
EA ALE
P0.7 P 0.0~
WR地址锁存器
译码器
EOC
ADDA
ALE
OE
START
CLOCK
2
9
-1
ADC0809
INT1
RD
ADDCADDB
2-8
P0.0
P0.2P0.1
622
7
10
M1
M2
1
F0H
.
. . IN0IN1
IN7IN6IN5IN4IN3IN2
. 2
++
第二章 微型计算机接口技术
解:从图中可以看出,接线方式为中断方式。 ADDA 、 ADDB 和 ADDC 三端接 8031 的 P0.0 、P0.1 和 P0.2 ,故通道号是通过数据线来选择。
程序清单:ORG 0000HMOV R0 , #30H ;数据区始地址送 R0MOV R7 , #08H ;通道数送 R7MOV R6 , #00H ; IN0 地址送 R6MOV IE , #84H ;开中断SETB IT1 ;外中断请求信号为下跳沿触发方式MOV R1 , #0F0H ;送端口地址到 R1MOV A , R6 ; IN0 地址送 AMOVX @R1 , A ;启动 A/D 转换LOOP : SJMP LOOP ;等待中断END
第二章 微型计算机接口技术
中断服务程序:ORG 0013H ;外中断 1 的入口地址AJMP 1000H ;转中断服务程序的入口地址ORG 1000H
MOVX A , @R1 ;读入 A/D 转换数据MOV @R0 , A ;将转换后的数据存入数据区INC R0 ;数据区指针加 1
INC R6 ;模拟通道号加 1
MOV A , R6 ;新的模拟通道号送 A
MOVX @R1 , A ;启动下一通道的 A/D 转换DJNZ R7 , LOOP1 ; 8 路采样未结束,则转向 LOOP1
CLR EX1 ; 8 路采样结束,关中断LOOP1 : RETI ;中断返回
返回本节
第二章 微型计算机接口技术
2.4.2 MCS-51对 AD574 的接口 ( 1 )引脚功能 AD574 为 28 脚双列直插式封装,引脚排列如图 2-22 所示。
图2-22 AD
574
引脚图
第二章 微型计算机接口技术
( 2 )结构特点 ① AD574 内部集成有转换时钟,参考电压
源和三态输出锁存器,因此使用方便,可直接和微机接口,不需要外接时钟电路。
② ADC0809 的输入模拟电压为 0~ +5V ,是单极性的。而 AD574 的输入模拟电压既可是单极性也可是双极性。
③ AD574 的数字量的位数可以设定为 8 位,也可设定为 12 位。
第二章 微型计算机接口技术
2. 8031和 AD574的接口图 2-23 表示出了 AD574与 8031 单片机的接口电路。
图 2-23 AD574与 8031 接口电路
..
..
P0.7
P0.0
EA
ALE
WRRD
P1.0
32
39
31
30
1617
1
8031
74LS373
D7
D0 Q0
Q7
74LS00&1
2 3
18171413
151619
128
2569
347
333435363738
11
11
15
12
10
13
27
14
2625
2021222324
19
1617
28
18
26
54
3
9
7
8
-15V
+15V
±
± 模拟输入
+5V
增益
补偿
100Ω Ω 100
D10D9D8
D0D1D2D3D4D5D6D7
D11
CE
STS
12/8
A0
CS
R/C
10VIN
BIF OFFREF OUT
REFIN
AGND
DGND
VssVcc
20VIN
VL
.
.
AD574
. ....
...
.
第二章 微型计算机接口技术
图 2-24 单极性输入电路
模拟输入0 +10V~~0 +20V AGND
20VIN10VINBIP OFFREF OUT
CER/C
REF IN
A0CS12/8 STS
高位24 27
中位20 23低位
16 19~~
~
DGND-15V+15V+5V
+15V-15V100K
100
100K100
Ω Ω
AD574
第二章 微型计算机接口技术
例 2.7 在图 2-23 中,试编写程序,使 AD 574进行 12 位 A/D 转换,并把转换后的 12 位数字量存入内部 20H 和 21H 单元。设 20H 单元存放高 8 位, 21H 单元存放低 4 位。解:程序清单如下:ORG 0000H MOV R0 , #20H ;数据区首址MOV DPTR , #0FF7CH MOVX @DPTR , A ;启动 A/D 转换
第二章 微型计算机接口技术
LOOP : JB P1.0 , LOOP ;转换是否结束,未结束,等待MOV DPTR , #0FF7DH
MOVX A , @DPTR ;读高 8 位数据MOV @R0 , A ;存高 8 位数据INC DPTR
INC DPTR
MOVX A , @DPTR ;读低 4 位数据ANL A , #0FH ;屏蔽高 4 位随机数INC R0
MOV @R0 , A ;存低 4 位数据END
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第二章 微型计算机接口技术
2.5 数据的采样及保持 2.5.1 多路转换开关 2.5.2 数据采样定理 2.5.3 采样/保持器
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第二章 微型计算机接口技术
2.5.1 多路转换开关 1. CD4051
CD4051 是单边 8 通道多路调制器 /多路解调器。其引脚结构如图 2-25 所示。图 2-25 中, C 、 B 、 A 为二进制控制输入端,改变 C 、 B 、 A 的数值,可以译出 8 种状态,并选中其中之一,使输入输出接通。当 INH=1 时,通道断开;当 INH=0 时,通道接通。改变图中 IN/OUT0~7 及 OUT/IN 的传递方向,则可用作多路开关或反多路开关。其真值表如表 2-3 所示。
第二章 微型计算机接口技术
图 2-25 CD4051 引脚图
表 2-3 CD4051真值表
IN/OUT 1
98765432
1011
141312
1516{
{IN/OUT
{
IN/OUT12
30
4
5
6
7OUT/IN
INH
VssVcc
VDD
ABC
第二章 微型计算机接口技术
2. 多路转换开关的扩展当采样的通道比较多,可以将两个或两个以上的多路开关并联起来,组成 8×2或 16×2 的多路开关。下面以 CD4051 为例说明多路开关的扩展方法。两个 8 路开关扩展成 16 路的多路开关的方法,如图 2-26 所示。
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OUT OUT
C CAB B
A
D0D1D2D3
CD4051 CD4051INH INHS1
S8
S1
S8
ININ
ININ{{模拟输入
1 8( )模拟输入
9 16( )~~
模拟输出
.....
图 2-26 用 CD4051多路开关组成的 16 路模拟开关接线图
第二章 微型计算机接口技术
离散系统的采样形式有周期采样、多阶采样和随机采样。周期采样应用最为广泛。所谓周期采样就是以相同的时间间隔进行采样。图 2-27给出了采样前后波形的变化。X* ( t )图 2-27 采样前后波形的变化
2.5.2 数据采样定理
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X(t)
X (t)*
ST(t)
t
t
t
0
0
0 2T1T 3T 4T 5T 6T-2T -1T-3T-4T-5T
第二章 微型计算机接口技术
采样 / 保持器的作用是:在采样时,其输出能够跟随输入变化;而在保持状态时,能使输出值不变。其输入输出特性如图 2-28 所示。
图 2-28 采样 / 保持器的输入输出特性
2.5.3 采样 / 保持器
采样
保持
VinVout
S/HVin Vout
工作方式
第二章 微型计算机接口技术
1. 采样 /保持器的工作原理最简单的采样 / 保持器是由开关和电容组成,如图 2-29 所示。
图 2-29 最简单的采样 / 保持器
RK
Vx CVout.
第二章 微型计算机接口技术
2. 常用的采样 /保持器随着大规模集成电路的发展,已生产出各种各样的采样 / 保持器。如用于一般目的 有 AD582 、 AD583 、 LF198/398等;用于高速的有 THS-0025 、 THS-0060 、 THC-0030 、 THC-1500 等;用于高分辨率的有 SHA1144 、 ADC1130等。
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第二章 微型计算机接口技术
2.6 常用输出驱动电路 2.6.1 白炽灯驱动接口 2.6.2 光电隔离器
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第二章 微型计算机接口技术
2.6.1 白炽灯驱动接口 图 2-30 是用 CJ0451 驱动器对白炽灯驱动的典型应用电路。驱动器输出驱动电流为 300~500mA 。当单片机的 P1.7 输出低电平时, CJ0451 驱动器的输出晶体管导通,灯泡上有电流流过而点亮。
图 2-30 CJ0451 驱动灯泡的应用 返回本节
P1.7
8031开 关
12
4 3
7
81KΩ
1KΩ
Ω 300R
+5V
+12VCJ0451
..
第二章 微型计算机接口技术
2.6.2 光电隔离器 图 2-31 中二极管用于保护驱动器,当驱动器由 0变为 1 时,继电器由接通转为关断,由于继电器线圈是感性负载,会产生很高的感应电动势,二极管提供的泄流回路能保护隔离器。 继电器隔离适用于控制对响应速度要求不高的启停设备。对启停时间很短的开关量输出控制系统,应采用光电耦合器。光电耦合器所需的驱动电流小,在硬件设计时,只需要一般的三态门即可。图 2-32 为快速驱动直流负载的光电隔离电路。
第二章 微型计算机接口技术 图 2-31 开关量输出隔离电路
8031
33 39~
2827262516
&CP
74LS273
SN75452
V7 V0
J 7
J 0
J 1
J 2
. .....
.+5V
第二章 微型计算机接口技术 图 2-32 光电耦合控制直流电机
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8031
74LS273
+5V
DC+ -
M
R1
R2
R3
SCR
MCS6200
78 . .
. .
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